2) Прямые методы исследования мозга. Ээг, вызванные потенциалы, мэг, вызванные поля. Пример исследования.

Прямые методы исследования мозга характеризуются тем, что при обследовании мы непосредственно видим активность нейронов.

1)Электроэнцефалография (ЭЭГ) – для оценки функционального состояния коры головного мозга.

Электроэнцефалограмма (ЭЭГ)— график электрической активности головного мозга, получаемый в процессе электроэнцефалографии. Это исследование является ключевым в диагностике таких патологических состояний головного мозга, как эпилепсия и другие подобные заболевания, а также в исследовании физиологии сна.

Характеристики ЭЭГ

Для выделения на ЭЭГ значимых признаков её подвергают анализу. Основными понятиями, на которые опирается характеристика ЭЭГ, являются: средняя частота колебаний, их максимальная амплитуда и их фаза, также оцениваются различия кривых ЭЭГ на разных каналах и их временная динамика.

«+»

• Хорошее временное разрешение

• нет противопоказаний

• Доступный, дешевый

«-»

• Низкое пространственное разрешение

• Большое количество артефактов и шумов

2)Вызванные потенциалы (ВП)-биоэлектрические колебания, возникающие в нервных структурах в ответ на внешнее раздражение и находящиеся в строго определенной временной связи с началом его действия (время подачи сигнала-точка отсчета).

У человека ВП обычно включены в ЭЭГ, но на фоне спонтанной биоэлектрической активности трудно различимы (амплитуда одиночных ответов в несколько раз меньше амплитуды фоновой ЭЭГ). В связи с этим регистрация ВП осуществляется специальными техническими устройствами, которые позволяют выделять полезный сигнал из шума путем последовательного его накопления, или суммации. При этом суммируется некоторое число отрезков ЭЭГ, приуроченных к началу действия раздражителя (передается сигнал раз 50, потом вырезаются эпохи, затем их суммируют и ищут усреднение. Сигнал усредняется в 0)

3) Магнитная энцефалография (МЭГ)- основанная на регистрации магнитного поля, возникающего как следствие переменных электрических токов в мозге.

Методика МЭГ основана на измерении минимальных магнитных полей и их градиентов, генерируемых синхронной активностью больших масс нейронов головного мозга. Это достигается с помощью сверхпроводимых сенсоров, расположенных в вакууме с температурой, близкой к абсолютному нулю . Дальнейшая обработка полученных данных включает сложные компьютерные алгоритмы, с помощью которых сначала выборочно усиливается и определяется та небольшая часть записанного сигнала, которая исходит собственно от мозга. Этот сигнал необходимо очистить от мощного общего электромагнитного фонового шума. После того как это сделано, необходимо идентифицировать внутренние источники мозговой активности на основе внешней записи.

«+»

• Хорошее временное разрешение

• Безвреден

• Хорошее пространственное разрешение(1см)

«-»

• Дорогая цена

4) Метод вызванных магнитных полей

(Метод вызванных магнитных полей основан на МЭГ-е) - возникают в результате активности мозга в ответ на события вне центральной нервной системы. Уже первые результаты показали, что эти так называемые вызванные магнитные поля (ВМП) мозга обладают сравнительно простой структурой и по ним можно установить расположение источника биоэлектрической активности в коре головного мозга. Некоторые источники ВМП могут быть достаточно хорошо представлены в виде токового диполя, т. о. как бы миниатюрной батарейка с близко расположенными полюсами. Положение токового диполя, глубину его залегания в мозге, направление и значение (произведение плотности тока па объем области активности) можно определить магнитографически. В ответ на зрительное раздражение возникает токовый диполь в затылочной части головы, на слуховое - в височной части. В ответ на раздражение мизинца правой руки возникает диполь, перпендикулярный центральной борозде левого полушария. Этот диполь расположен в проекционной зоне чувствительных рецепторов различных частей тела, и именно в том месте, где, как показали нейрохирургические исследования, находится «представительство» мизинца.

Сравнительная простота ряда ВМП дает возможность проводить с ними надежные нейрофизиологические эксперименты. Например, исследовались магнитные поля мозга, вызванные реакцией на решетку из темных и светлых полос, периодически появляющуюся на экране осциллографа. Такой вид стимулирования в исследованиях зрительного восприятия весьма распространен, и его применение связано с современными теоретическими представлениями о восприятии образов. Оказалось, что амплитуда магнитного сигнала в этом случае больше, чем, например, при использовании простой вспышки. Периодически (от восьми до двадцати раз в секунду) предъявляя такую решетку, можно по фазовому отставанию магнитного отклика установить время прохождения сигнала по нервным путям от глаза до определенной области коры головного мозга.

        Как установлено, прохождение сигнала — не пассивный процесс. При этом осуществляется последовательная обработка информации в различных отделах мозга, и по времени этого «активного» запаздывания (t) можно в той или иной мере судить о характере этой обработки. Запаздывание тем больше, чем гуще решетка, т.е. чем выше ее «волновое число» N, измеряемое числом штрихов на градус поля зрения. Значит, мозг быстрее реагирует па стимул с более крупными деталями. Но это справедливо лишь для частот появления решетки на экране осциллографа, меньших 20 Гц, на больших же частотах механизм обработки сигнала резко меняется и запаздывание уже не зависит от волнового числа решетки. Подобная граничная частота (тоже 20 Гц) была обнаружена и при прохождении сигналов от осязательного раздражения.

Интересно отметить, что измерение магнитного отклика на зрительный стимул и сравнение характеристик этого отклика с данными традиционного хронометрического опыта по измерению общей реакции человека на разовое предъявление решетки позволили разделить время реакции (tр) на две части—для анализа сигнала (зависит от периодичности решетки) и для передачи исполнительного импульса. Как следует из сравнения npавой и левой вертикальных шкал па рис. 5, последнее составляет примерно 110 мс независимо от сложности предъявляемого стимула.

        Возможность измерения  активного  запаздывания ВМП позволила сравнить время реакции различных полушарий мозга на зрительный стимул. Система связи мозга с зрительными органами организована иначе, чем для других органов чувств: в левое полушарие идет сигнал от правой половины поля зрения обоих глаз, в правое — от левой половины. У большинства испытуемых время запаздывания для обоих полушарий мозга одинаковое, по у некоторых людей разница во времени реакции правого и левого полушарий достигала 0,1с. Этот факт, по-видимому, может иметь клиническую ценность, например, для ранней диагностики склероза.